(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、研削水を供給する研削水供給手段と、被加工物を搬入搬出する搬入搬出位置と被加工物を研削する研削位置とに該チャックテーブルを位置づける位置付け手段と、該研削手段を該チャックテーブルに対して相対的に研削送りして接近及び離反させる研削送り手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の厚みを検出する厚み検出手段とを備えた研削装置によって、被研削面が鏡面に形成された硬質基板を研削する硬質基板の研削方法であって、
該チャックテーブルの保持面で硬質基板を保持する保持工程と、
該チャックテーブルを研削位置に位置づける位置付け工程と、
該研削送り手段を作動して所定の研削送り速度で該チャックテーブルに保持された硬質基板に該研削砥石を接触させて研削を開始する際、遊離砥粒を供給して硬質基板を僅かに研削する遊離砥粒研削工程と、
該遊離砥粒研削工程を実施した後、遊離砥粒の供給を停止して研削水を供給しながら研削を遂行する研削工程と、
硬質基板が所望の厚みに達した際研削を終了する研削終了検出工程と、を備え、
該遊離砥粒研削工程を実施することにより、硬質基板の該被研削面が荒らされ、
該研削工程では、荒らされた該被研削面に該研削砥石を噛み付かせて研削を遂行することを特徴とする硬質基板の研削方法。
【請求項２】
硬質基板はサファイア基板又はＳｉＣ基板から構成される請求項１記載の硬質基板の研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア基板、ＳｉＣ基板等の硬質基板の研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア基板、ＳｉＣ基板等の表面に窒化ガリウム（ＧａＮ）等の半導体層（エピタキシャル層）を形成し、該半導体層にＬＥＤ等の複数の光デバイスが格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）によって区画されて形成された光デバイスウエーハは、モース硬度が比較的高く切削ブレードによる分割が困難であることから、レーザビームの照射によって個々の光デバイスに分割され、分割された光デバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用されている（例えば、特開２００８−６４９２号公報参照）。
【０００３】
サファイア基板はエピタキシャル層の成長に適しており、光デバイスを製造する上で不可欠な素材であるが、エピタキシャル層が成長した後は電気機器の軽量化、小型化、光デバイスの輝度の向上のために研削装置によってサファイア基板の裏面が研削される（例えば、特開２００８−２３６９３号公報）。
【０００４】
研削装置は、被加工物を保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、研削手段をチャックテーブルに対して接近及び離反させる研削送り手段とから少なくとも構成され、板状の被加工物を所望の厚みに研削することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６４９２号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、サファイア基板、ＳｉＣ基板等の硬質基板はモース硬度が高いと共に裏面が鏡面に形成されているため、ダイアモンド砥粒を主成分とする研削砥石が硬質基板の裏面ですべり研削が進行せず、研削送りによる圧力によって硬質基板が損傷するという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、硬質基板を損傷させることなく研削可能な硬質基板の研削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、被加工物を保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、研削水を供給する研削水供給手段と、被加工物を搬入搬出する搬入搬出位置と被加工物を研削する研削位置とに該チャックテーブルを位置づける位置付け手段と、該研削手段を該チャックテーブルに対して相対的に研削送りして接近及び離反させる研削送り手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物の厚みを検出する厚み検出手段とを備えた研削装置によって、被研削面が鏡面に形成された硬質基板を研削する硬質基板の研削方法であって、該チャックテーブルの保持面で硬質基板を保持する保持工程と、該チャックテーブルを研削位置に位置づける位置付け工程と、該研削送り手段を作動して所定の研削送り速度で該チャックテーブルに保持された硬質基板に該研削砥石を接触させて研削を開始する際、遊離砥粒を供給して硬質基板を僅かに研削する遊離砥粒研削工程と、該遊離砥粒研削工程を実施した後、遊離砥粒の供給を停止して研削水を供給しながら研削を遂行する研削工程と、硬質基板が所望の厚みに達した際研削を終了する研削終了検出工程と、を備え、該遊離砥粒研削工程を実施することにより、硬質基板の該被研削面が荒らされ、該研削工程では、荒らされた該被研削面に該研削砥石を噛み付かせて研削を遂行することを特徴とする硬質基板の研削方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の研削方法によると、硬質基板を研削する際、遊離砥粒を供給しながら硬質基板を僅かに研削する遊離砥粒研削工程を実施するので、硬質基板の研削すべき面が荒らされて研削工程での研削砥石の噛み付きが良好となり、研削砥石が硬質基板の裏面上ですべることなく研削を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置の斜視図である。
【図２】チャックテーブルユニット及びチャックテーブル送り機構の斜視図である。
【図３】光デバイスウエーハの表面に保護テープを貼着する様子を示す斜視図である。
【図４】保持工程を示す分解斜視図である。
【図５】位置付け工程を示す一部断面側面図である。
【図６】遊離砥粒研削工程を示す一部断面側面図である。
【図７】研削工程を示す一部断面側面図である。
【図８】研削工程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の研削方法を実施するのに適した研削装置２の斜視図を示している。研削装置２のハウジング４は、ベース６と、ベース６から垂直に立ち上がったコラム８から構成される。
【００１２】
コラム８には上下方向に伸びる１対のガイドレール１２，１４が固定されている。この一対のガイドレール１２，１４に沿って研削手段（研削ユニット）１６が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１６は支持部２０を介して一対のガイドレール１２，１４に沿って上下方向に移動する移動基台１８に取り付けられている。
【００１３】
研削ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２中に回転可能に収容されたスピンドル２４と、スピンドル２４を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
【００１４】
図５に示されるように、スピンドル２４の先端部にはマウンター２８が固定されており、このマウンター２８には研削ホイール３０がねじ止めされている。研削ホイール３０はホイール基台３２の自由端部に粒径５〜１０μｍのダイアモンド砥粒等をビトリファイドボンドで固めた複数の研削砥石３４が固着されて構成されている。
【００１５】
研削手段（研削ユニット）１６にはホース３６を介して研削水が供給される。好ましくは、研削水としては純水が使用される。図７に示すように、ホース３６から供給された研削水が、スピンドル２４に形成された研削水供給穴３８、マウンター２８に形成された空間４０及び研削ホイール３０のホイール基台３２に形成された複数の研削水供給ノズル４２を介して研削砥石３４及びチャックテーブル５４に保持されたウエーハ１１に供給される。
【００１６】
図１を再び参照すると、研削装置２は、研削ユニット１６を一対の案内レール１２，１４に沿って上下方向に移動する研削ユニット送り機構（研削送り手段）４４を備えている。研削ユニット送り機構４４は、ボールねじ４６と、ボールねじ４６の一端部に固定されたパルスモータ４８から構成される。パルスモータ４８をパルス駆動すると、ボールねじ４６が回転し、移動基台１８の内部に固定されたボールねじ４６のナットを介して移動基台１８が上下方向に移動される。
【００１７】
ベース６の凹部１０には、チャックテーブルユニット５０が配設されている。チャックテーブルユニット５０は、図２に示すように、支持基台５２と、支持基台５２に回転自在に配設されたチャックテーブル５４を含んでいる。チャックテーブルユニット５０は更に、チャックテーブル５４を挿通する穴を有したカバー５６を備えている。
【００１８】
チャックテーブル５４はチャックテーブル移動機構５８により、ウエーハ１１を搬入搬出する装置手前側の搬入搬出位置と、研削手段１６の作用を受ける装置奥側の研削位置との間でＹ軸方向に移動される。チャックテーブル移動機構５８は、ボールねじ６０と、ボールねじ６０のねじ軸６２の一端に連結されたパルスモータ６４から構成される。
【００１９】
パルスモータ６４をパルス駆動すると、ボールねじ６０のねじ軸６２が回転し、このねじ軸６２に螺合したナットを有する支持基台５２が研削装置２の前後方向（Ｙ軸方向）に移動する。よって、チャックテーブル５４もパルスモータ６４の回転方向に応じてＹ軸方向に移動する。
【００２０】
チャックテーブル５４に隣接して、チャックテーブル５４に保持されたウエーハ１１の厚みを検出する厚み検出手段９４が配設されている。厚み検出手段９４の検出針（プローブ）９６はチャックテーブル５４に保持されたウエーハ１１の研削面に接触する検出位置と、チャックテーブル５４から離れた退避位置との間で回動される。
【００２１】
図１に示されているように、図２に示した一対のガイドレール６６，６８及びチャックテーブル移動機構５８は蛇腹７０，７２により覆われている。すなわち、蛇腹７０の前端部は凹部１０を画成する前壁に固定され、後端部がカバー５６の前端面に固定されている。また、蛇腹７２の後端はコラム８に固定され、その前端はカバー５６の後端面に固定されている。
【００２２】
更に、研削位置に位置づけられたチャックテーブル５４に隣接して、遊離砥粒を供給する遊離砥粒供給装置９８が配設されている。遊離砥粒供給装置９８はシリカ等の遊離砥粒を含んだスラリーを供給する。
【００２３】
ベース６には、第１のウエーハカセット７４と、第２のウエーハカセット７６と、ウエーハ搬送ロボット７８と、複数の位置決めピン８１を有するウエーハ仮置テーブル８０と、ウエーハ搬入手段８２と、ウエーハ搬出手段８４と、洗浄手段８６が配設されている。更に、ハウジング４の前方にはオペレータが研削条件等を入力する操作手段８８が設けられている。
【００２４】
また、ベース６の概略中央部には、チャックテーブル５４を洗浄する洗浄水噴射ノズル９０が設けられている。この洗浄水噴射ノズル９０は、チャックテーブル５４がウエーハ搬入・搬出位置に位置づけられた状態において、チャックテーブル５４に保持された研削加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する。ベース６の凹部１０には、研削砥石３２により研削されたウエーハ１１の研削屑を含んだ研削水を排水する排水口９２が設けられている。
【００２５】
図３を参照すると、本発明の研削方法の研削対象物である光デバイスウエーハ１１の斜視図が示されている。光デバイスウエーハ１１は、サファイア基板１３上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等のエピタキシャル層（半導体層）１５が積層されて構成されている。光デバイスウエーハ１１は、エピタキシャル層１５が積層された表面１１ａと、サファイア基板１３が露出した裏面１１ｂとを有している。
【００２６】
研削加工を実施する前のサファイア基板１３は例えば１３００μｍの厚みを有しており、エピタキシャル層１５は例えば５μｍの厚みを有している。エピタキシャル層１５にＬＥＤ等の光デバイス１９が格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）１７によって区画されて形成されている。
【００２７】
光デバイスウエーハ１１の裏面の研削、即ちサファイア基板１３の研削に先立って、光デバイスウエーハ１１の表面１１ａに形成された光デバイス１９を保護するために、光デバイスウエーハ１１の表面１１ａに保護テープ２３が貼着される。
【００２８】
よって、本発明の研削方法では、図４に示すように、保護テープ２３を下側にして光デバイスウエーハ１１をウエーハ搬入・搬出位置に位置づけられたチャックテーブル５４の保持面５４ａで吸引保持する。よって、保持された状態ではサファイア基板１３が露出する。
【００２９】
次いで、チャックテーブル移動機構５８を駆動して、チャックテーブル５４をＹ軸方向に移動し、図５に示すように、研削砥石３４がサファイア基板１３に作用する研削位置に位置づける。
【００３０】
次いで、図６に示すように、遊離砥粒供給装置９８からシリカ等の遊離砥粒を含んだスラリー１００を供給しながらチャックテーブル５４を矢印ａ方向に７５０ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール３０を矢印ｂ方向に１３００ｒｐｍで回転させながら、研削ユニット送り機構４４を駆動して所定の研削送り速度、例えば３μｍ／ｓで研削送りしながら、研削砥石３４をサファイア基板１３の裏面に接触させて１〜２秒サファイア基板１３を研削する遊離砥粒研削工程を実施する。
【００３１】
この遊離砥粒研削工程の間は研削水の供給を停止する。この遊離砥粒研削工程を実施することにより、サファイア基板１３の研削すべき面が荒らされた状態となる。次いで、遊離砥粒供給装置９８からの遊離砥粒を含んだスラリーの供給を断ち、図７に示すように、研削水を供給しながらサファイア基板１３を研削する研削工程を実施する。
【００３２】
この研削工程では、チャックテーブル５４を矢印ａ方向に７５０ｒｐｍで回転しつつ、研削水を供給しながら研削ホイール３０を矢印ｂ方向に１３００ｒｐｍで回転させながら、研削ユニット送り機構４４を駆動して所定の研削送り速度、例えば３μｍ／ｓで研削ホイール３０を下方に研削送りしながら、研削砥石３４でサファイア基板１３の研削を遂行する。
【００３３】
研削工程での研削開始時には、遊離砥粒研削工程を実施してサファイア基板１３の研削すべき面が荒らされているので、研削砥石３４のサファイア基板１３への噛み付きが良好となり、研削砥石３４がサファイア基板１３の裏面ですべることなく研削が遂行される。
【００３４】
厚み検出手段９４の検出針９６をサファイア基板１３に接触させてサファイア基板１３の研削を遂行し、光デバイスウエーハ１１の厚さが１５０μｍになった時点で研削を終了する。
【００３５】
サファイア基板１３の研削を実施すると、図８に示すように、光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂ、即ちサファイア基板１３の被研削面には、多数の弧が放射状に描かれた模様を呈する研削状痕２５が残留する。
【００３６】
上述した実施形態は、サファイア基板１３の研削に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＳｉＣ基板等の他の硬質基板にも同様に適用可能である。
【００３７】
上述した実施形態によると、サファイア基板１３を研削する際、遊離砥粒を供給しながらサファイア基板を研削する遊離砥粒研削工程を実施するので、サファイア基板１３の研削すべき面が荒らされて研削砥石３４の噛み付きが良好となり、研削砥石３４がサファイア基板１３の裏面ですべることがなくサファイア基板１３の研削を実施することが出来る。
【符号の説明】
【００３８】
２    研削装置
１１    光デバイスウエーハ
１３    サファイア基板
１５    エピタキシャル層
１６    研削ユニット
１９    光デバイス
３０    研削ホイール
３４    研削砥石
５４    チャックテーブル
９４    厚み検出手段
９８    遊離砥粒供給装置
１００    遊離砥粒を含有したスラリー
【図１】
0005653234.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005653234.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005653234.tif 000006
【図６】
0005653234.tif 000007
【図７】
0005653234.tif 000008
【図８】
0005653234.tif 000009